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水泥窑协同处置废弃物的现状分析

北极星固废网  来源:水泥行业专家联盟  作者:边文强  2019/11/14 17:08:05  我要投稿  

北极星固废网讯:水泥行业产能过剩,竞争白热化,在此背景下,水泥企业降低成本、绿色转型是大势所趋。从规模扩张、粗放生长向内生性、集约增长转型;从纯基础原材料产业向环保多功能产业转型;从产品同质化向多元化、差异化转型成为行业共识。我国出台了一系列的政策支持水泥企业向绿色发展转型,特别是关于水泥窑协同处置废弃物这一领域更是予以了高度重视。

技术及成本优势

新型干法水泥窑既具有专业焚烧炉的所有优点,又克服了专业焚烧炉的其他缺点。专业焚烧炉中废物焚烧的主要影响因素:停留时间、燃烧温度、湍流度和过剩空气系数,这些在新型干法水泥窑系统中都能得到很好的满足。具体优势有:

第一,危险废弃物焚烧灰渣直接作为原料利用,无灰渣排放。危险废弃物在水泥窑焚烧后的无机组分(灰渣),直接进入水泥生产的原料中,与原料混合、高温煅烧成熟料矿物,工艺流程简洁,无一般焚烧炉或电厂处理所需要的灰渣二次处理问题,减少了约占危险废弃物总量(湿基)10%的灰渣的外部运输量和处置费用。

第二,水泥工业可消纳的废物种类多,适用范围广。处置废物不影响水泥产品质量。水泥窑对各种废物有很强的适应能力,略作调整就不会影响水泥熟料的正常性能和质量,也不会影响窑的正常操作运行。

第三,水泥回转窑热容量大,工作状态稳定,危险废弃物处理量大。水泥回转窑内温度在 1000摄氏度~1450 摄氏度上的高温物料约 100 吨,可以作为废弃物燃烧的热稳定填料,能抗废弃物处理量的波动和进料温度的波动。因此处理量大,处理非常稳定、彻底。

第四,仅需要增加废物接收、储存及预处理系统,节省投资。废物焚烧设备与水泥生产设备共用,无需设置专门的窑炉,节省建设窑炉系统的投资。

第五,高温区停留时间长,废物焚烧彻底。水泥窑内温度高,火焰温度高达 1800 摄氏度~2000摄氏度物料温度高达 1450 摄氏度。废物在高温区的停时间长,有害成分均能被彻底分解,确保环境安全。

第六,碱性环境抑制酸性气体排放,避免二恶英产生。生产水泥过程的中间产物是 CaO,且以悬浮态均匀分布在系统中,颗粒分布细、浓度高极具吸附性。烧成系统内的碱性气氛,可将 SO2和Cl等化学成分化合成盐类固定下来,有效地抑制酸性物质的排放,减少或避免了焚烧处理后产生“二噁英”的现象。

第七,水泥熟料对重金属固化效果好,重金属稳定化程度高,无害化程度高。在水泥熟料烧成过程中,危险废物焚烧灰渣进入熔融的熟料中,重金属被固定在水泥熟料的晶格中,从而达到被固化的效果。

第八,窑炉共用、相对总体投资少、运行费用低。

第九,水泥厂地域分布广,有利于危险废物就地消纳,节省运输费用。

已经出台完善的标准规范体系

从设计规范到排放标准,国家已经出台了较为完善的水泥窑协同处置废弃物的标准规范体系,为水泥窑协同处置废弃物工程的设计、实施和运行提供了相关依据。

其中,设计规范包括,GB50295-2008水泥厂设计规范;GB50588-2010水泥工厂余热发电设计规范;GB50757-2012水泥窑协同处置污泥工程设计规范;GB50634-2010水泥窑协同处置工业废物设计规范。

排放标准包括,GB4915-2013水泥工业大气污染物排放标准;GB30485-2013水泥窑协同处置污染物防治标准;GB30485-2013水泥窑协同处置固体废物污染控制标准。

以及 HJ662-2013水泥窑协同处置固体废弃物环保技术规范;GB30760-2014水泥窑协同处置固体废物技术规范等。

投资收益分析

目前,水泥窑协同处置的废弃物主要包括生活垃圾、污泥和危险废物。

水泥窑协同处置生活垃圾基本上处于赔本经营或略微持平的状况。地方政府对水泥窑处置1吨生活垃圾补贴在 75 元~140 元。根据运行经验,如采用机械分选+水泥窑处置的工艺,每吨生活垃圾的运行成本为 130 元~150 元,如采用垃圾气化+水泥窑处置的工艺,则每吨生活垃圾的运行成本为 150 元~200 元。和生活垃圾焚烧发电相比,水泥窑协同处置生活垃圾减少了国家对上网电价的补贴(每吨生活垃圾按 280 度电计算,上网电价 0.65 元/度),因此,基本上处于赔本经营或略微持平的状况。虽然如此,水泥企业仍在大规模地建设协同处置生活垃圾的设施,包括产业链前移收购垃圾填埋场,目的主要是进行产业布局。目前来看,水泥窑协同处置生活垃圾即将步入发展的快速道,2014 年 5 月,国家七部委联合发布了《关于促进生产过程协同资源化处理城市垃圾及废弃物工作的意见》,肯定了水泥窑烧垃圾的重要意义。

水泥窑协同处置污泥来源稳定,有一定盈利空间。污泥产生量和城市人口规模有相当大的关联性,小型城市的污泥量约100 吨,中等规模城市的污泥量在 300 吨~500 吨,大型城市的污泥量在 500 吨~1000 吨,特大型城市污泥量在 1000 吨以上。针对不同的污泥量,水泥窑协同处置污泥采取不同的技术路线,不同技术路线的投资在 6 万元~25 万元之间,每吨污泥处置成本在 120 元~280 元(以含水率 80%污泥计算)。污泥的处置收费来源各地不同,有些城市由地方财政进行补贴,有些城市直接由污水厂付费,污泥处置费用每吨在 160 元~300 元之间。

水泥窑协同处置危险废物的盈利空间较大。水泥窑协同处置危险废物最近几年实施的项目较多,发展迅速。以处置规模 10 万吨/年(其中液态危废约 9000 吨/年,可挥发固态/半固态危废约30000 吨/年,其余为不挥发固态危废)为例,投资大约为 4000 万元。水泥窑协同处置危险废物的成本,因种类而异,没有特别明确的数据,每吨危废的处置成本估算应该在 300 元~1000 元不等。

水泥企业处置废弃物的困难

首先是对水泥窑协同处置领域不熟悉。虽然水泥行业已经认识到传统建材行业向环保综合领域转型的必要性,但是水泥企业的经营者对环保行业,特别是废弃物处置行业了解较少,缺少相关项目运作、工程实施及运行经验。

其次是获得地方政府支持的问题。协同处置项目的实施需要大量的政府协调工作,特别是危险废物特许经营许可证的获得,需要政府的全力支持。

最后是效益下滑情况下的投资问题。水泥行业产能过剩严重,企业基本处于微利甚至亏损运行状态,在这种情况下,水泥企业往往对再投资十分谨慎。

水泥窑协同处置存在的风险主要有两个方面

其一是市场风险和水泥窑协同处置竞争的技术。在处置污泥方面主要是堆肥,肥料的出路问题。生活垃圾方面主要是生活垃圾焚烧发电技术。后者因为有电价补贴,所以成本优势很明显,但最大的问题是垃圾焚烧发电的选址。在危废方面,主要是和已经存在的危废处置中心竞争的问题,水泥窑协同处置危废从成本上来说具有明显优势,而且危废处置收费是处置单位和产废单位之间商定,政府主导的因素较少,因此,只要具有处置资质,在这一领域应该是具有很大的竞争优势。

其二是政策风险,水泥窑协同处置废弃物现在仍属于起步阶段,相关的优惠政策并不十分健全完备。协同处置危险废物属企业间行为(产废单位和水泥企业),受干预较少。但是,对于水泥窑协同处置污泥和生活垃圾,各地政府的态度差异较大,缺少定价机制。因此,得到地方政府的支持非常关键。水泥行业目前产能过剩严重,存在逐渐淘汰落后产能的风险。

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